專利名稱：道路平面交叉口制動(dòng)警示信號(hào)燈及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通管理及控制領(lǐng)域，特別是涉及城市道路平面交叉路口特殊交通信號(hào)燈及控制方法。
背景技術(shù)：
城市道路平面交叉口一般均設(shè)置有交通信號(hào)燈，分為紅、黃、綠三色燈，紅燈停，綠燈行，使車輛有序通過(guò)道路交叉口，是降低交通事故的有力保障措施之一；根據(jù)道路交通流量設(shè)置信號(hào)相位數(shù)和控制步伐及其步長(zhǎng)，紅燈、綠燈控制步長(zhǎng)一般根據(jù)所處道路不同方向平均交通流量合理設(shè)置，或采用大型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)道路車輛流量變化，適時(shí)優(yōu)化控制紅、綠信號(hào)燈的亮燈時(shí)刻和時(shí)間長(zhǎng)短；綠燈變?yōu)榧t燈之間有黃燈過(guò)渡，在綠燈變?yōu)辄S燈之前，綠燈閃亮2 3次以提醒駕駛員快要變?yōu)辄S燈，應(yīng)采取合理的駕駛操作；黃燈亮燈后，要求沒(méi)跨越停止線的車輛應(yīng)停在停止線外側(cè)，跨越停止線的車輛應(yīng)快速通過(guò)交叉路口 ；黃燈時(shí)間及“全紅時(shí)間”，保證相位切換時(shí)不同方向行駛的車輛不發(fā)生沖突，清除交叉口內(nèi)剩余車輛，起到“清空路口作用”。綠燈間隔時(shí)間由車輛的運(yùn)動(dòng)特性和路口特性決定，不能取消，只能合理地縮短，它的存在不可避免地?fù)p失了有效綠燈時(shí)間，降低了綠信比，影響了交通流量，不利于緩解交通擁堵現(xiàn)象。一些國(guó)家也采取了一些措施，如:新加波在停止線之前標(biāo)有不同行車導(dǎo)向箭頭，指示駕駛員是進(jìn)行制動(dòng)還是加速行駛，一定程度減輕了信號(hào)相位轉(zhuǎn)換過(guò)程對(duì)通行車輛的影響。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有交通信號(hào)燈系統(tǒng)，綠燈閃亮雖提醒駕駛員綠燈將變?yōu)辄S燈，但不能明確告知駕駛員是應(yīng)該進(jìn)行制動(dòng)還是加速行駛，讓一個(gè)駕駛者在眼睛看到綠燈閃起的瞬間，要同時(shí)作出多種判斷抉擇:自己車輛所處位置距離停止線有多遠(yuǎn)？進(jìn)行判斷思維后確定采取何種措施，是應(yīng)立即剎車？還是應(yīng)加速通過(guò)？同時(shí)還要控制車輛方向，確保車輛穩(wěn)定行駛，而這一切談何容易，往往會(huì)出現(xiàn)誤判等事故發(fā)生。在綠燈閃亮期間，由于駕駛員采取的駕駛操作不合理，常出現(xiàn)加速行駛，違章闖黃燈發(fā)生交通事故現(xiàn)象；或者剎車時(shí)機(jī)掌握不準(zhǔn)，為避免車輛跨越停止線而緊急剎車造成車輛追尾現(xiàn)象；或者車輛以過(guò)低車速通過(guò)交叉路口，影響交通流量造成交通堵塞現(xiàn)象；尤其是新交規(guī)實(shí)施以來(lái)，這種影響更為顯現(xiàn)；即使新加坡采取了一些措施，一定程度減輕了對(duì)通行車輛的影響，但并沒(méi)有從根本上解決這一技術(shù)的缺陷；由于信號(hào)燈位于道路上方，行車導(dǎo)向箭頭標(biāo)在路面上，相對(duì)信號(hào)燈而言存在不醒目的缺陷，且存在二者方位相差較大，要求駕駛員既要仰視注意信號(hào)燈的變化，還有俯視路面上行駛箭頭，判斷車輛所處位置，容易分散注意力，不利于駕駛員操作控制車輛，易造成交通事故。本發(fā)明要針對(duì)上述技術(shù)缺陷，解決車輛通過(guò)平面交叉路口時(shí)是否進(jìn)行制動(dòng)、何時(shí)進(jìn)行制動(dòng)的問(wèn)題；駕駛員不必在仰視注意信號(hào)燈的同時(shí)還需俯視留心觀察路面指示標(biāo)線，判斷車輛所處位置，考慮采取什么措施；在道路停止線外側(cè)適當(dāng)位置設(shè)置制動(dòng)警示信號(hào)燈，設(shè)置特定的信號(hào)相位和時(shí)間參數(shù)，與交通信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)控制，提前一個(gè)時(shí)間給駕駛員是否進(jìn)行制動(dòng)的警示；駕駛員只需注意一個(gè)方向的信號(hào)標(biāo)志就可以明確地被告知:是進(jìn)行制動(dòng)還是加速行駛，以及進(jìn)行制動(dòng)的位置和時(shí)間，使駕駛員提前操作，從容應(yīng)對(duì)；既不必為擔(dān)心闖黃燈而降低綠燈期間車輛行駛速度，也不必因擔(dān)心車輛追尾而闖黃燈，使車輛既能在黃燈點(diǎn)亮之前順利通過(guò)停止線，又能夠在黃燈點(diǎn)亮?xí)r，輕松地停在停止線外側(cè)而不跨越停止線；既能提高車輛通過(guò)交叉路口的平均車速，又可以縮短綠燈間隔時(shí)間，提高綠信比，緩解道路交通擁堵；既可以避免車輛被動(dòng)闖黃燈，又可以消除交叉路口車輛追尾現(xiàn)象?？赏ㄟ^(guò)以下步驟實(shí)施本發(fā)明:A步驟:確定平面交叉路口各車道交通信號(hào)燈的信號(hào)相位控制方案、信號(hào)周期及其控制步伐、步長(zhǎng)，確保相位切換時(shí)不同方向行駛的車輛不發(fā)生沖突，機(jī)動(dòng)車與行人、非機(jī)動(dòng)車分流。B步驟:確定各車道制動(dòng)警示信號(hào)燈的安裝位置，包括B1、B2、B3三個(gè)步驟；B1:確定左轉(zhuǎn)向、右轉(zhuǎn)向車道與直行車道的所限最高車速；B2:制動(dòng)減速度取所規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的60%,同時(shí)考慮0.7秒的制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，根據(jù)最高車速確定各車道車輛制動(dòng)所需最短道路長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度即為車道制動(dòng)警示信號(hào)燈最短制動(dòng)警示距離L ；B3:在停止線外側(cè)距離停止線L米處確定為車道制動(dòng)警示信號(hào)燈安裝的位置。C步驟:制作中的制動(dòng)警示信號(hào)燈；該信號(hào)燈采用LED燈結(jié)構(gòu)，分為二組燈光，第一組為圓形，燈光射向車輛駛來(lái)方向，并與之成3° 5°夾角，有X1、X2、X3三個(gè)顯示狀態(tài)，Xl為顯示車道所限低速值，X2為閃爍顯示車道所限低速值，X3顯示警示進(jìn)行制動(dòng)信號(hào)，如紅色感嘆號(hào)等，第二組燈光光線與車道垂直，有X4、X5、X6三個(gè)狀態(tài)，X4為發(fā)射橙色燈光狀態(tài)，X5為熄滅狀態(tài)，X6為閃爍狀態(tài)；該信號(hào)燈可以豎立在車道旁，也可以采用懸臂式安裝在車道上方，還可采用地?zé)粜问桨仓糜诘孛嫔?。D步驟:確定車道制動(dòng)警示信號(hào)燈的顯示狀態(tài)(信號(hào)相位)，分為Dl、D2、D3三個(gè)信號(hào)相位，相位順序?yàn)镈l — D2 — D3 ；D1相位:第一組燈光為Xl狀態(tài)，第二組燈光為X5狀態(tài)，代表車輛正常通行；D2相位:第一組燈光為X2狀態(tài),第二組燈光為X6狀態(tài)，代表信號(hào)即將轉(zhuǎn)換；D3相位:第一組燈光為X3狀態(tài)，第二組燈光為X4狀態(tài)，警示此時(shí)未通過(guò)該信號(hào)燈位置的車輛應(yīng)采取制動(dòng)措施，已通過(guò)該位置的車輛正常行駛；第一組燈光從正面對(duì)即將駛過(guò)該制動(dòng)警示信號(hào)燈位置車輛的駕駛員進(jìn)行警示，第二組燈光從側(cè)方或上方對(duì)駛過(guò)該制動(dòng)警示信號(hào)燈位置車輛的駕駛員進(jìn)行警示；這樣，在車輛未通過(guò)該交通信號(hào)燈之前，不必分神觀察交通信號(hào)燈是否轉(zhuǎn)換，判斷車輛所處位置，考慮是制動(dòng)還是加速行駛，只需觀察該制動(dòng)警示信號(hào)燈處于何狀態(tài)，即可保證車輛順利通過(guò)交叉路口，或可靠地停在停止線外側(cè)。E步驟:確定各車道制動(dòng)警示信號(hào)的時(shí)間參數(shù)，包括E1、E2、E3三個(gè)步驟；E1:確定左轉(zhuǎn)向、右轉(zhuǎn)向車道與直行車道的所限最低車速；E2:確定各車道車輛以最低車速通過(guò)最短制動(dòng)警示距離L所需最短時(shí)間t ；E3:確定制動(dòng)警示信號(hào)控制的時(shí)間參數(shù)；制動(dòng)警示信號(hào)燈Dl相位開(kāi)始的時(shí)刻與交通信號(hào)燈綠燈亮燈時(shí)刻相同，D2相位開(kāi)始時(shí)刻比D3相位開(kāi)始的時(shí)刻提前廣2秒，D3相位開(kāi)始的時(shí)刻比黃燈亮的時(shí)刻(若取消黃燈則比紅燈亮的時(shí)刻)提前t秒。F步驟:標(biāo)注各種交通標(biāo)線，安裝車道制動(dòng)警示信號(hào)燈，包括步驟F1、F2、F3 ；F1:標(biāo)注交通標(biāo)線，包括:斑馬線、停止線、導(dǎo)向車道線、導(dǎo)向箭頭等；F2:標(biāo)注“開(kāi)始制動(dòng)線”，將減速讓行線的白色雙虛線標(biāo)線改為白色單虛線標(biāo)線作為“開(kāi)始制動(dòng)線”標(biāo)線；開(kāi)始制動(dòng)線應(yīng)垂直于車道，位于制動(dòng)警示信號(hào)燈的正下方或該標(biāo)線的延長(zhǎng)線過(guò)制動(dòng)警示信號(hào)燈的安裝位置。F3:在相應(yīng)位置安裝車道制動(dòng)警示信號(hào)燈，將制動(dòng)警示信號(hào)燈的控制線路與交通信號(hào)燈的控制系統(tǒng)相連接。本發(fā)明具有的有益效果是:
安全:避免車輛追尾和被動(dòng)闖黃燈現(xiàn)象，杜絕闖紅燈現(xiàn)象；特別是在城市中繁華的平面交叉路口，車輛行駛車速較高(一般高于30km/h)時(shí)，通過(guò)設(shè)置該信號(hào)燈，可顯著降低車輛追尾和闖黃燈現(xiàn)象。快捷:提高平面交叉路口車輛通行能力；采用該信號(hào)燈系統(tǒng)，縮短綠燈間隔時(shí)間，減少損失時(shí)間廣2秒，甚至可將固定周期的綠、黃、紅三色交通信號(hào)燈簡(jiǎn)化為綠、紅二色信號(hào)燈，取消黃燈，縮短車輛等待時(shí)間，提高綠信比，改善道路通行能力，避免交通堵塞。環(huán)保:改善平面交叉路口的大氣質(zhì)量；提高車輛通過(guò)平面交叉路口的速度，相應(yīng)提高了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，有利于減少發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放中的有害成分，降低車輛對(duì)大氣環(huán)境的污染。


圖1為制動(dòng)警示信號(hào)燈設(shè)置示意圖；圖1中:1 一交通信號(hào)燈；2—斑馬線；3—右轉(zhuǎn)車道停止線；4一右轉(zhuǎn)車道制動(dòng)警示燈；5—右轉(zhuǎn)車道制動(dòng)警示線；6—直行車道制動(dòng)警示燈；7—直行車道制動(dòng)警示線；8—左轉(zhuǎn)車道制動(dòng)警示線；9一左轉(zhuǎn)車道制動(dòng)警示燈；10—左轉(zhuǎn)車道停止線；11一直行車道停止線。圖2為立式制動(dòng)警示信號(hào)燈外形結(jié)構(gòu)示意圖；圖2中:21—圓形LED燈(第一組燈光)；22—支柱中間部位LED燈(第二組燈光)；23—信號(hào)燈支柱；24—基座；25—路面。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作具體說(shuō)明。如圖1所示，有一雙向六車道的城市十字交叉路口，采用四相位信號(hào)控制方案，按現(xiàn)行交通法規(guī)設(shè)置交通標(biāo)線并根據(jù)交通流量設(shè)置交通信號(hào)燈控制參數(shù)；設(shè)左轉(zhuǎn)車道和右轉(zhuǎn)車道的最低車速均為36km/h,最高限速為45km/h,直行車道最低車速為45km/h,最高限速為60km/h ;根據(jù)機(jī)動(dòng)車制動(dòng)性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，制動(dòng)減速度取該標(biāo)準(zhǔn)值的60%，制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間取
0.7秒，則轉(zhuǎn)彎車道最短制動(dòng)警示距離L=30米，直行車道最短制動(dòng)警示距離L=50米；該制動(dòng)警示信號(hào)燈點(diǎn)亮的時(shí)刻應(yīng)比黃燈點(diǎn)亮?xí)r間提前t秒，t=車輛以該道路所限最低車速通過(guò)制動(dòng)警示信號(hào)燈設(shè)置距離L所需時(shí)間，對(duì)于轉(zhuǎn)彎車道t=3秒，對(duì)于直行車道t=4秒。該制動(dòng)警示信號(hào)燈采用立式結(jié)構(gòu)，如圖2所示由兩組燈光組成，第一組為圓形LED燈，直徑20(T300mm，與車輛駛來(lái)方向成3° 5。夾角，從正面給駛過(guò)車輛的駕駛員提供警示信息；信號(hào)燈的支柱高度為1.6^1.8m，在支柱中間部位有第二組LED燈，寬度10mm，長(zhǎng)度為0.6^0.Sm，其中心離地高度為0.8^1.0m，該光柱應(yīng)垂直車輛行駛方向，警示駛過(guò)車輛此處車輛的駕駛員采取制動(dòng)。該制動(dòng)警示信 號(hào)燈按車道設(shè)置，分為三個(gè)控制相位，Dl相位為:圓形LED信號(hào)燈顯示為該車道的最低限速標(biāo)志，與交叉口綠燈信號(hào)燈同時(shí)點(diǎn)亮，支柱中間部位LED燈熄滅；D2相位為:圓形LED信號(hào)燈和支柱中間部位LED燈同時(shí)閃爍，開(kāi)始閃爍的時(shí)間為交叉口黃燈閃亮之前的(t+1.5)秒，閃爍時(shí)長(zhǎng)為1.5秒或3次，起到警示要變換燈光作用；D3相位為:圓形LED信號(hào)燈轉(zhuǎn)換顯示為黃色底光、紅色圓環(huán)，環(huán)內(nèi)為紅色感嘆號(hào)，支柱中間部位LED燈照射出橙色光柱，該相位持續(xù)到該車道綠色信號(hào)燈亮?xí)r轉(zhuǎn)換為Dl相位，依次循環(huán)。設(shè)置制動(dòng)警示信號(hào)燈之后，在車輛未通過(guò)制動(dòng)警示信號(hào)燈之前，不必分神觀察紅、綠交通信號(hào)燈是否轉(zhuǎn)換，不必?fù)?dān)心突然變燈導(dǎo)致闖紅燈，只需觀察該制動(dòng)警示信號(hào)燈處于何狀態(tài)即可；如果車輛通過(guò)時(shí)該制動(dòng)警示信號(hào)燈未轉(zhuǎn)換為感嘆號(hào)(制動(dòng)警示標(biāo)志)，且車輛速度不低于最低限速，則車輛正常行駛即可順利通過(guò)交叉路口。如果車輛通過(guò)時(shí)該制動(dòng)警示信號(hào)燈已轉(zhuǎn)換為感嘆號(hào)，駕駛員應(yīng)采取制動(dòng)措施，則車輛能可靠地停在停止線外側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種車輛通過(guò)城市道路平面交叉口時(shí)，警示駕駛員何時(shí)、何處進(jìn)行制動(dòng)的制動(dòng)警示信號(hào)燈及其控制方法，其特征是:在道路停止線外側(cè)適當(dāng)位置設(shè)置制動(dòng)警示信號(hào)燈及其位置警示標(biāo)線，并設(shè)置特定的信號(hào)控制相位和時(shí)間參數(shù)，與交通信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)控制，制動(dòng)警示信號(hào)燈比交通信號(hào)燈提前一恰當(dāng)時(shí)間給駕駛員發(fā)出是否進(jìn)行制動(dòng)的警示信號(hào)；駕駛員只需注意一個(gè)方向的信號(hào)標(biāo)志就可以明確:是進(jìn)行制動(dòng)還是加速行駛，以及進(jìn)行制動(dòng)的位置和時(shí)間，使駕駛員提前操作，從容應(yīng)對(duì)，在不降低道路通行能力的前提下，車輛或者在黃燈亮前能順利通過(guò)停止線，或者在黃燈亮后能可靠地停在停止線外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)警示信號(hào)燈，其特征是:該燈為L(zhǎng)ED燈結(jié)構(gòu)，有二組燈光組成，第一組燈光射向車輛駛來(lái)方向，并與之成3° 5°夾角，有X1、X2、X3三個(gè)顯示狀態(tài)，Xl為顯示車道所限低速值，X2為閃爍顯示車道所限低速值，X3顯示警示進(jìn)行制動(dòng)信號(hào)，如:紅色感嘆號(hào)等，第二組燈光光線與車道垂直，有X4、X5、X6三個(gè)狀態(tài)，X4為發(fā)射橙色燈光狀態(tài)，X5為熄滅狀態(tài)，X6為閃爍狀態(tài)；該信號(hào)燈可以采用立式豎立在車道旁，也可以采用懸臂式安裝在車道上方，還可采用地?zé)粜问桨仓糜诘孛嫔稀?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)警示信號(hào)燈安裝位置，其特征是:計(jì)算該位置離停止線的距離L時(shí)，是以車道最高限速和車道主要通行車輛標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)減速度的60%為條件，并考慮0.7秒的制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間后，計(jì)算得到的制動(dòng)警示距離作為L(zhǎng)的取值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)警示信號(hào)燈控制相位，其特征是:制動(dòng)警示信號(hào)燈有D1、D2、D3三種控制相位；相位順序?yàn)镈l — D2 — D3 — Dl...；D1相位:第一組燈光為Xl狀態(tài)，第二組燈光為X5狀態(tài)，代表車輛正常通行；D2相位:第一組燈光為X2狀態(tài)，第二組燈光為X6狀態(tài)，代表信號(hào)即將轉(zhuǎn)換；D3相位:第一組燈光為X3狀態(tài)，第二組燈光為X4狀態(tài)，警示此時(shí)未通過(guò)該信號(hào)燈位置的車輛應(yīng)采取制動(dòng)措施，已通過(guò)該位置的車輛正常行駛；D1代表車輛正常通行；D2相位代表警示信號(hào)燈將轉(zhuǎn)換；D3相位警示此時(shí)未通過(guò)制動(dòng)警示信號(hào)燈的車輛要采取制動(dòng)措施，通過(guò)制動(dòng)警示信號(hào)燈的車輛可正常行駛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)警示信號(hào)燈相位時(shí)間參數(shù)及與交通信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)，其特征是:制動(dòng)警示信號(hào)燈Dl相位和交通信號(hào)燈綠燈同時(shí)點(diǎn)亮，D2相位時(shí)長(zhǎng)f 2秒，D3相位開(kāi)始的時(shí)刻比交通信號(hào)燈黃燈亮的時(shí)刻(若取消黃燈則比紅燈亮的時(shí)刻)提前t秒，其中t=L +車道最低限速，D3相位一直延續(xù)至交通信號(hào)燈紅燈熄滅；可將固定周期的綠、黃、紅三色交通信號(hào)燈簡(jiǎn)化為綠、紅二色信號(hào)燈，而取消黃燈，有利于縮短車輛等待時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明主要解決車輛通過(guò)城市道路平面交叉口時(shí)如何輕松、合理操縱的問(wèn)題；通過(guò)在停止線外側(cè)適當(dāng)距離設(shè)置車道制動(dòng)警示信號(hào)燈，合理設(shè)置制動(dòng)警示信號(hào)燈的信號(hào)控制相位及其控制時(shí)間參數(shù)，與交通信號(hào)燈(1)聯(lián)動(dòng)，在合理的位置處并提前適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，簡(jiǎn)捷、直觀地向駕駛員提供是否需要制動(dòng)和何時(shí)制動(dòng)的信息，簡(jiǎn)化駕駛員的思維判斷，明確駕駛操作動(dòng)作，使駕駛員從容地駛過(guò)交叉路口或?qū)④囕v停在停止線外側(cè)，既避免了車輛闖黃(紅)燈，又提高了平面交叉口車輛通行能力，緩解了交通堵塞狀況，此外提高了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少了車輛尾氣中有害成分，降低了車輛對(duì)大氣的污染程度。
文檔編號(hào)G08G1/095GK103177590SQ20131007291
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者王俊昌, 李軍民, 姬利娜 申請(qǐng)人:王俊昌